Direktni i reverberantni zvuk Apsorpcija i reverberacija...

Akustika prostorija

Direktni i reverberantni zvuk

Apsorpcija i reverberacija

Nivo zvuka u prostoriji

Apsorberi, rezonatori, difuzori

Akustička obrada prostorija

Zvuk u zatvorenom prostoru

Pored direktnog postoji i reverberantni zvuk

u svaku tačku dospeva direktan zvuk pa refleksije

Direktan zvuk

stiže prvi – merodavan za utisak o pravcu izvora

dominira samo u neposrednoj blizini izvora

Reverberantni zvuk

sačinjen od niza refleksija

prvo pojedinačne, a onda sa svih strana i sve slabije

ima dominantan nivo u većem delu prostorije

Poželjno je homogeno difuzno zvučno polje

Direktni zvuk i prve refleksije

Refleksije zvučnog zraka u

prostoriji

Zvučni zraci

zamišljeni pravci normalni na talasni front

dolaze iz izvora zvuka

Vremenski prikaz zvučne

energije

Direktni zvučni

talas

Direktni (d) i

reflektovani (r)

zvučni talas

Eksponencijalni rast i

opadanje zvučne energije

Na direktni zvuk dodaje se sve više refleksija

raste akustička energija i sve više se apsorbuje

RAVNOTEŽA: emitovana = apsorbovanoj zv. energiji

OPADANJE: brzina opadanja zavisi od prostorije

(nije trenutno kao u otvorenom prostoru)

Impulsni odziv prostorije

Rane refleksije

stvaraju utisak o veličini

prostora

Reverberacija (odjek,

tj. reflektovani zvuk)

stvara utisak živosti

(prigušenosti) prostora

vreme reverberacije

najvažnije za ocenu

akustičkog ambijenta

Reverberacija (odjek)

Uho ne čuje posebno refleksije unutar 20-tak ms

ali pravilno uočava pravac na osnovu direktnog zvuka

Istaknute refleksije u drugom delu odjeka čuju se

kao jeka

poželjno je postići linearan pad (u dB) zvuka u prostoru

Kod akustički spojenih prostorija

dominira akustička slika prostorije s dužim odjekom

npr. studio-režija

Primeri

impulsnih

odziva

Apsorpcija zvuka

Pri prostiranju kroz neku sredinu zvuk slabi

Kad zvučni talas udari u neku prepreku

jedan deo zvučne energije se reflektuje

a ostatak se apsorbuje

Veći deo apsorbovane energije pretvara se u toplotu

prvo se pretvori u drugi oblik energije i onda u toplotu

Uloga apsorpcionih materijala

postizanje željene apsorpcije u prostoriji

kontrola raspodele zvučne energije

JJJ rd

Koeficijent apsorpcije ()

je svojstvo materijala

odnos apsorbovane i upadne

(direktne) zvučne energije

veza sa koeficijentom refleksije (r)

zavisi i od frekvencije

Koeficijent je važan pri izboru materijala

za određenu svrhu pri projektovanju prostorija

skraćivanje vremena reverberacije

prigušenje buke itd.

r

J

J

J

J

JJJ

dd

r

rd

1

1

Apsorpcija prostorije

Svi materijali u prostoriji doprinose

srazmerno izloženoj površini

srazmerno svom koeficijentu apsorpcije

Apsorpcija prostorije (bez prisustva ljudi):

jedinica ekvivalent 1m2 otvorenog prozora (i=1)

Apsorpcija čoveka: Ac = 0,5 m2 – prosečno

Ukupna apsorpcija prostorije:

N

i

NNii mSSSSA1

2

22110 .....

cAnAA 0

Intenzitet direktnog i

reverberantnog zvuka

Direktni zvuk

intenzitet opada sa

kvadratom rastojanja

(važi za slobodno

prostiranje zvuka)

Reverberantni zvuk

intenzitet pri ravnoteži

emitovane i apsorbovane

zvučne energije

Pa - akustička snaga

A - apsorpcija prostorije

(važi za homogeno

difuzno zvučno polje)

A

PJ a

4

max24 r

PJ a

r

Radijus dvorane

Opisuje zonu gde dominira direktni zvuk

udaljenost od izvora na kojoj su oba polja jednaka Pd i Pr

ne zavisi od snage izvora

zavisi od apsorpcije (primenjene ak. obrade)

povećava se sa povećanjem apsorpcije

zavisi još i od usmerenosti zvučnog izvora

Važan podatak jer se u toj zoni mora nalaziti mikrofon

da bi snimio taj izvor zvuka

mikrofon treba da pretvara direktan zvučni signal u električni

odnosi D/R i D/B su presudni za kvalitet snimka

zavise od blizine mikrofona do izvora zvuka

Arh

4

1

Vreme reverberacije

Sabinov

obrazac

Vreme reverberacije RT60

Vreme potrebno da se zvuk utiša za 60 dB

po prestanku rada izvora zvuka

Definicija

vremena reverberacije

Sabine:

za “ječne” prostorije

srednji koeficijent apsorpcije < 0,2

više refleksija

Eyring:

dopuna Sabinovog obrasca

važi za veće prostorije i sa većim

računa i apsorpciju u vazduhu zavisno od

vlažnosti vazduha

frekvencije zvuka

A

VRT

163,060

mVA

VRT

4

163,060

V

RTP

A

PJ aa 60

max

254

Poželjno vreme reverberacije

0,2-0,3s: govor (studio) mala zapremina i velika

apsorpcija da ne bi jeka smanjila razumljivost

0,6-0,7s: snimanje muzike da bi se pojedini instrumenti

snimili u posebne kanale

manje od koncertnih sala, pa se posle dodaje reverberacija

0,7-0,8s: govor (slušaonice) učionice, kongresne sale, ...

(ovo je sve na 1kHz)

1-1,2s: govor i muzika bioskop, pozorište,

dom kulture

1,7-2s: muzičke dvorane zavisi od vrste muzike:

horska

klavir (ne sme veliko RT)

prave se posebne sale za sinfonijsku, koncertnu i drugu muziku

2,5-5 ili 6s: crkve, muzeji Narodni muzej – 6s

Notr Dam u Prizu i Sveti Petar u Rimu imaju RT = 10s

Objekti velikog vremena

reverberacije (10 s)

Katedrala Notr Dam, Pariz

Crkva Svetog Petra, Rim

Optimalno vreme reverberacije

Zavisnost RT60 od frekvencije

Rezime o vremenu

reverberacije

Jedna brojna vrednost za celu prostoriju

Važna za ocenu akustičkog ambijenta

brzina opadanja zvuka bitna za subjektivnu ocenu

Sa istom akustičkom snagom postiže se veći nivo zvuka ako je veće RT60

sporije iščezava emitovani zvuk

Ne važi izraz u suviše malim prostorijama

jer veliki deo prostorije ima ivične efekte

Nekad se meri manje opadanje (npr. 30 dB)

pa se ekstrapolira vreme za pad od 60 dB

Ocena akustičkog

ambijenta

Uslovi za dobru akustiku

Uticaj zapremine i oblika prostorije

Uticaj apsorpcije

Uslovi za dobru akustiku

U prostoriji ne sme biti buke

ni unutrašnje, ni spoljašnje

Na svim mestima zvuk mora biti dovoljno glasan

nivo zvuka mora biti približno jednak (homogeno zv. polje)

U prostoriji ne smeju nastati neželjene rezonancije

izbegavaju se paralelni naspramni zidovi

U području slušanja ne sme biti odjeka ni flater-eha

Reverberacija mora biti dovoljno mala

da bi se izbegla preklapanja uzastopnih zvukova

to bi narušilo razumljivost govora

u muzici je poželjna, ali ne sme biti prevelika

Odrednice akustičkog

ambijenta

1. Zapremina

2. Oblik

3. Reverberacija

zavisi od:

zapremine,

oblika i

apsorpcije (primenjene akustičke obrade)

Tri međusobno nezavisna činioca

može se reći da ova tri činioca određuju akustičke osobine prostora!

Optimalan volumen (po osobi)

Koncertne dvorane

6-18 m3 po sedištu

Opera

4-7 m3 po sedištu

Bioskopske sale

3-4 m3 po sedištu

Za govor

3-4,5 m3 po sedištu

pozorište

konferencijske sale

učionice

Oblik prostorije

Povoljni oblici

bolje duža nego šira

dobri su lepezasti oblici

konveksna zakrivljenja

reflektori zvuka iznad i

iza izvora zvuka

Nepovoljni oblici

okrugle i eliptične osnove

konkavna zakrivljenja

paralelopipedne

prostorije

kupole

Izrazito nepovoljni oblici

Primeri povoljnog oblika

Rešenje za

složenije

prostore

Apsorpcioni materijali

Šta je gluva soba?

Prostorija akustički tako obrađenja stvara utisak ambijenta na otvorenom prostoru

nema refleksija od zidova, plafona i poda

nema reverberacije

Soba u sobi bez krutih veza

minimizovana i strukturna buka koja se prenosi kroz

vibracije zidova

Za čega se koristi gluva soba?

Snimanja sa efektom slobodnog prostora nivo zvuka u gluvoj sobi se kreće od 10-20 dB

za snimanje muzike ili radio drame

Snimanja čula sluha

Snimanja karakteristika mikrofona i zvučnika

Snimanja zvuka proizvoda koji su veoma tihi

Snimanja zvuka vozila merenje buke unutar kabine koju motor stvara

merenje nivoa buke van vozila

RF snimanja aviona osobina „nevidljivosti“ i rad radara

Kako se pravi gluva soba?

Postavljanje polica za

apasorpcione materijale

Gluva soba

Snimanje u gluvoj sobi

Potpuno gluva soba

Apsorbuje se sav zvuk i pod je prekriven apsorpci-

onim materijalom

iznad poda je čelična mreža

Pod je prigušen i stvara se utisak lebdenja izolovan od vibracija i

elektromagnetnih signala

Polu-gluvu soba

Pod ostavljen bez završnih obrada

od betona je

Služe za testiranje teških mašina

čelična mreža

ih ne bi izdržala

RF-gluva soba

Slična gluvoj sobi

koristi posebni apsorpcioni materijali za enterijer

radijacioni apsorpcioni materijal (RAM) piramidalnog oblika

Apsorbuje

RF talase

kod zvuka

pojačava

reverberaciju

Najveća gluva soba

Nalazi se u Kaliforniji: dimenzije 76x80x21m